CN100347486C - 一种相变蓄能地板空调采暖方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种相变蓄能地板空调采暖方法及装置，属于采暖空调技术领域。本发明采用相变材料为蓄能介质进行地板空调和采暖。将相变材料放置于地面保温层和地板之间，在相变材料之中布置与热泵或冷机相连的热水或冷水管道；在电网低谷时段，使热泵或冷机工作产生热水或冷水使相变材料蓄能；在电网高峰时段，热泵或冷机停止工作，利用相变材料蓄存的热量或冷量向房间供热或供冷。
Description
技术领域
本发明属于取暖空调器技术领域，特别涉及一种相变蓄能地板空调采暖的方法及装置。
背景技术
地板采暖主要是利用地面辐射，加热均匀，人可同时感受到辐射和对流加热的双重效应，比对流散热器更加舒适，并且节省室内空间，适合住宅、办公室及大空间建筑使用。
现有的与热泵结合的地板采暖方式为在混凝土中分布热水管道。但因为混凝土为显热蓄热，其蓄热量不高，不能把电网高峰负荷全部转移到低谷电价时段。
近年来，随着热泵技术的发展，在地板空调、采暖系统中其用量越来越多。热泵既可用于冬季采暖，也能用于夏季制冷，一套系统可以满足冬夏两季的使用要求；且无污染，能量利用效率高。制冷机用于夏季供应冷量，亦应用广泛。但由于它们使用时间大都是在整体电网负荷达到峰值时，且没有蓄热功能，因而会加剧电网峰负荷，不能利用电网低谷时期的廉价电。另外，对于北方使用的空气源热泵，冬季的除霜过程导致热泵出水温度不稳定，如用于无蓄热的采暖系统中，会引起较大的室温波动。
中国实用新型专利(专利号：02204909.6)“相变蓄热电加热采暖地板”，用相变材料与电热膜结合使用，在电网低谷时候蓄热，与无蓄热电采暖相比，可以节省运行费用，并起到消峰填谷的作用，但电采暖是把电能直接转换为热能，比热泵的产热效率低得多，而且只能用于冬季供暖，不能用于夏季供冷。
发明内容
本发明的目的是提供一种相变蓄能地板的空调采暖方法及装置，使相变材料与热泵相结合更加节能并起到消峰填谷的作用，以解决使用热泵或制冷机而引起的电网峰负荷过大的问题，在峰谷电价分计的地区，可大大降低电费，使冬季采暖和夏季供冷更加经济。
本发明的目的是这样实现的：
一种相变蓄能地板空调方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
1)在地面上铺设保温材料，采用相变材料为蓄能介质并将其放置于保温材料上，在相变材料之中布置与热泵或冷机相连的热水或冷水管道；
2)在电网低谷时段，使热泵或冷机工作产生热水或冷水使相变材料蓄能；在电网高峰时段，热泵或冷机停止工作，利用相变材料蓄存的热量或冷量向房间供热或供冷。
本发明提供的相变蓄能地板空调采暖装置，该装置包括热泵或冷机，与热泵或冷机相连且布置于地板与地面之间的水管，其特征在于：在地面上铺设保温材料，保温材料上面布置定形相变材料或掺有定形相变材料的混凝土材料，所述水管均匀分布在定形相变材料或掺有相变材料的混凝土材料中，其中所掺混的定形相变材料占混凝土重量的10～50％。
本发明所述的相变材料采用相变温度在15℃-35℃之间的定形相变材料。
本发明所述的热泵可采用水源热泵或空气源热泵。
相变材料在相变过程中可以吸收或放出大量的热，而且吸放热过程中温度变化很小，能够保持室温。采用定形相变材料蓄热，蓄热量大，相变过程中材料一直保持固体形态，不需封装，无泄漏。
热泵的能量利用效率要比电采暖高得多，相变材料与热泵结合更加节能并起到消峰填谷的作用。而且，一套系统可以满足冬夏季使用要求。可以降低电网高峰负荷，在昼夜峰谷电价分计的地区还能节省大量电费。
相变材料与空气源热泵联合使用，消除了冬季由于热泵除霜过程导致的供水温度波动大的缺点，使空气温度和室内地面温度保持稳定，更加舒适。
这种相变蓄能地板空调采暖装置，在中国大部分地区都可应用。在峰谷电价分计的地区，可大大降低电费，使冬季采暖和夏季供冷更加经济。同现有技术相比，本发明不仅热量利用效率高，对环境无污染，而且可以从根本上解决供电网峰谷差的问题，有开拓市场的广阔前景。采用定形相变材料蓄热，使用简单方便，不需封装，无泄漏。
附图说明
图1为本发明的实施例总体结构示意图。
图2为本发明的地板截面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的说明：
如图1和图2所示，该空调采暖装置包括热泵5，地板覆盖层4，与热泵相连且布置于地板与地面之间的水管3，定形相变材料2，保温材料1以及调节阀6。保温层1位于地面之上；定形相变材料2在保温层1之上；水管3均匀分布在定形相变材料2中；地板覆盖层4在定形相变材料2之上，水管3与水源热泵5连接，调节阀6安装在水管3上。热泵可以采用空气源热泵或水源热泵；定形相变材料采用相变温度在15℃-35℃之间的定形相变材料，例如采用相变温度为25℃的石蜡-聚苯乙烯作为相变材料(若改变石蜡的种类，可得到不同相变温度的定形相变材料)，或者将定形相变材料与一定量的混凝土混合，制备相变材料和混凝土的复合材料，以增大其导热系数和强度，一般相变材料占混凝土材料重量的10％～50％；采用岩棉作保温层或其它保温材料。
本实施例工作原理和过程为：
使用本实施例时，在低谷电价时候水源热泵进行工作，产生的热水通过交联聚乙烯水管进入地板中，使定形相变材料蓄热，在高峰电价时候热泵停止工作，定形相变材料放出蓄存的热量以维持室内的热舒适性。可通过调节水温水速控制相变材料的蓄热量。由于相变过程近似等温过程，相变潜热可达100～150kJ/kg，能把电网高峰时热负荷全部转移到低谷时候。
Claims (2)
1.一种相变蓄能地板空调采暖装置，该装置包括热泵或冷机，与热泵或冷机相连且布置于地板与地面之间的水管，其特征在于：在地面上铺设保温材料，保温材料上面布置掺有定形相变材料的混凝土材料，所述水管均匀分布在掺有定形相变材料的混凝土材料中，所掺混的定形相变材料占混凝土重量的10～50％；所述的定形相变材料采用相变温度在15℃-35℃之间的定形相变材料。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的热泵采用水源热泵或空气源热泵。
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